避免PCB設(shè)計的陷阱——給你支幾招
發(fā)布時間：2013-8-22 16:35
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eechina
對于一個電子工程師來說，電路設(shè)計是一門基本的功夫。但是即使電路原理圖再完美，如果在轉(zhuǎn)化為PCB電路板的過程中，不對常見的問題和挑戰(zhàn)有所了解和防范，能整個系統(tǒng)仍然會大打折扣，嚴重時根本不能工作。為了避免工程設(shè)計的變更，提高效率、減少成本，那么今天筆者將就最容易出現(xiàn)問題的地方一一進行說明。最后將展示給大家DesignSpark PCB,在DesignSpark網(wǎng)站上能下載到該軟件，并且提供大量免費的資源庫，必將給你的PCB設(shè)計帶來非凡的體驗。
一、元件選擇與布局
每個元件的規(guī)格都不一樣,即使同一產(chǎn)品不同廠商生產(chǎn)的元件特性也可能不一樣,所以在設(shè)計時對于元器件的選擇,必須要與供應(yīng)商聯(lián)系以了解元件的特性,并且知道這些特性對設(shè)計的影響。
在現(xiàn)今，選擇合適的內(nèi)存對于電子產(chǎn)品設(shè)計來說也是件非常重要的事情，由于DRAM和Flash存儲器不斷的更新，PCB的設(shè)計者要想新的設(shè)計不受外界不斷變化的內(nèi)存市場對其的影響是一個很大的挑戰(zhàn)。現(xiàn)在DDR3占領(lǐng)當前DRAM市場的85%-90%,但是在2014年預(yù)計DDR4將從12%上升至56%。所以設(shè)計者必須瞄緊內(nèi)存市場，與制造商保持緊密的聯(lián)系。
元器件過熱燒毀
另外對于一些散熱量大的元器件必須進行必要的計算,他們的布局也需要特別考慮,大量的元器件在一起時能產(chǎn)生更多的熱量,從而引起阻焊層變形分離,甚至引燃整個板子。所以設(shè)計和布局工程師必須一起工作，保證元件有合適的布局。
布局時首先要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時，印制線條長，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加；過小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后，再確定特殊元件的位置。最后，根據(jù)電路的功能單元，對電路的全部元器件進行布局。
二 散熱系統(tǒng)
散熱系統(tǒng)的設(shè)計包括冷卻方法和散熱元器件選擇，以及對冷膨脹系數(shù)的考慮。目前PCB散熱采用的主要有通過PCB板本身散熱，加散熱器和導(dǎo)熱板等。
傳統(tǒng)PCB板設(shè)計中，由于板材多采用覆銅／環(huán)氧玻璃布基材或酚醛樹脂玻璃布基材，還有少量使用的紙基覆銅板材，這些材料電氣性能和加工性能良好，但是導(dǎo)熱性能很差。由于現(xiàn)在的設(shè)計中QFP、BGA等表面安裝元件大量使用，元器件產(chǎn)生的熱量大量地傳給PCB板，因此，解決散熱的最好方法是提高與發(fā)熱元件直接接觸的PCB自身的散熱能力，通過PCB板傳導(dǎo)出去或散發(fā)出去。
當PCB中有少數(shù)器件發(fā)熱量比較大時，可在發(fā)熱器件上加散熱器或?qū)峁埽敎囟冗�不能降下來時，可采用帶風扇的散熱器。當發(fā)熱器件量較多時，可采用大的散熱罩，將散熱罩整體扣在元件面上，與每個元件接觸而散熱。對于用于視頻和動畫制作的專業(yè)計算機，甚至需要采用水冷的方式進行降溫。
三 濕敏等級MSL
MSL：Moisure Sensitive Level，即濕度敏感等級，在防潮包裝袋外的標簽上有說明，分為：1、2、2a、3、4、5、5a、6 八個等級。對濕度有特殊要求或包裝上有濕敏元件標記的元件必須進行有效的管理，以提供物料儲存和制造環(huán)境的溫濕度管制范圍，從而確保溫濕度敏感元器件性能的可靠性。在烘烤時，BGA、QFP、MEM、BIOS等要求真空包裝完善，耐高溫和不耐高溫的元器件分別在不同的溫度下烘烤，注意烘烤的時間。 PCB烘烤要求首先參照PCB包裝要求或客戶要求。烘烤后的濕敏元件與PCB在常溫下不可超過12H，未使用或未使用完在常溫下未超過12H的濕敏元件或PCB必須用真空包裝封好或放入干燥箱內(nèi)存放。
四 可測性設(shè)計
PCB可測試性的關(guān)鍵技術(shù)包括：可測試性的度量、可測試性機制的設(shè)計與優(yōu)化和測試信息的處理與故障診斷。PCB的可測試性設(shè)計實際上就是將某種能夠方便測試進行的可測試性方法引入到PCB中，提供獲取被測對象內(nèi)部測試信息的信息通道。因此，合理有效地設(shè)計可測試性機制是成功地提高PCB可測試性水平的保障。高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性，降低產(chǎn)品全壽命周期費用，要求可測試性設(shè)計技術(shù)能夠方便快捷地獲取測試時的反饋信息，能夠很容易地根據(jù)反饋信息做出故障診斷。在PCB設(shè)計中，要保證DFT等探測頭的探測位置和進入的路徑不會受到影響，
隨著電子產(chǎn)品的小型化，元器件的節(jié)距越來越小，安裝密度也會越來越大。可供測試的電路節(jié)點越來越少，因而對印制板組裝件的在線測試難度也越來越大，所以設(shè)計時應(yīng)充分考慮印制板可測試性的電氣條件和物理、機械條件，采用適當?shù)臋C械電子設(shè)備進行測試。
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來源：RS中國DesignSpark
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